Найважливіші мікробіологічні процеси, збудники яких є мікроорганізми презентация

1. Спиртове бродіння
Спиртове бродіння-це процес розкладу цукру на спирт і вуглекислий газ у результаті життєдіяльності мікроорганізмів.
C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂+27 ККАЛ
Збудники бродіння: мал.1 спиртове бродіння
основні-дріжджі Sacch.
ellipsoideus,
рідко-деякі представники
мукорових грибів і бактерій.

Процес спиртового бродіння лежить на основівиноробства,пивоваріння,хлібопечення,ви-робництва етилового спирту і гліцерину. Разом з молочнокислим бродінням воно використовується при виробництві деяких кисломолочних продуктів(кефіру,кумису),при квашені овочів і плодів.
Однак спонтанне спиртове бродіння,яке виникає у цукромістких продуктах (варенні,сиропах та ін.), викликає псування.

Хімізм спиртового бродіння
Процес спиртового бродіння відбувається за складною схемою,з утворенням цілої низки побічних продуктів. Біохімічні реакції проходять з участю різних ферментів клітин. Умовно цей процес можна поділити на 7 стадій.
мал.2 бродіння вина

Перша стадія: фосфорилювання глюкоз
OH CH₂OPO₃H₂
| |
H-C C-OH
| |
H-C-OH OH-C-H
| фосфофераза |
OH-C-H O +2H₃PO₄ H-C-OH O+2H₂O
| |
H-C-OH H-C
| |
H-C CH₂OPO₃H₂
|
CH₂OH
Глюкоза 1,6 –фруктозо-ди-фосфат
Одночасно АТФ АДФ

Друга стадія:розпад 1,6 фруктозодифосфату на 2 тріози
СН₂OPO₃H₂ CH₂OPO₃H₂
| |
C-OH C=O фосфодиоксіацетон
| |
H-C-OH CH₂OH
| альдоза +
OH-C-H O O
| //
H-C C-H фосфогліцериновий
| |
CH₂OPO₃H₂ CHOH
1,6-фруктозо-ди-фосфат |
CH₂OPO₃H₂

Третя стадія:фосфодиоксіацетон і фосфогліцериновий альдегід вступають у взаємозв’язану окисно-відновну реакцію
O СН₂OPO₃H C-OOH CH₂OPO₃H₂
// | | |
C-H+ C=H+ H₂O козимаза CHOH+ CHOH
| | | |
CHOH CH₂OH CH₂OPO₃H₂ CH₂OH
| Фосфодиоксіацетон Фосфогліцерин
CH₂OPO₃H₂
Фосфогліцериновий Фосфогліцеринова
альдегід кислота

Четверта стадія:гліцеринфосфат дефосфорилюється
CH₂OPO₃H₂ CH₂OH
| |
CHOH +АДФ енолоза CHOH
| |
CH₂OH CH₂OH
Гліцеринофосфат Гліцерин
Мал. 3 молекула гліцерину

П’ята стадія: фосфогліцеринова кислота перетворюється в піровиноградну кислоту,а фосфорна кислота поглинається аденизиндифосфатом,який перетворюється в АТФ.
COOH COOH
| енолаза |
C-HOH +АДФ фосфофераза АТФ+ C=O+H₂O
| |
CH₂OPO₃H₂ CH₃ Фосфогліцеринова кислота Піровиноградна кислота мал.4 молекула піровиноградної кислоти

Шоста стадія: піровиноградна кислота декарбоксилюється і перетворюється в оцтовий альдегід і вуглекислий газ.
COOH O
| //
C=O декарбоксилаза CH₃-C-H+CO₂↑
|
CH₃
Піровиноградна кислота Оцтовий альдегід
мал.5 молекула
оцтового альдегіду

Сьома стадія
O COOH
// |
C-H O CHOH + C₂H₅OH
| // | Етиловий спирт
CHOH +CH₃-C-H+H₂O козимаза CH₂OPO₃H₂
| Оцтовий альдегід Фосфогліцеринова кислота
CH₂OPO₃H₂
Фосфогліцериновий альдегід

Гліцеринова форма спиртового бродіння
Гліцерин утворюється тоді, коли в середовищі немає оцтового альдегіду. Додавання до бродильного субстрату сірчанокислого натрію(NaHSO₃) зв’язує оцтовий альдегід і він виводиться з реакції. У такому випадку окисно-відновна реакція знову відбувається за рівнянням ||| стадії і за реакцією |V стадії – з утворенням гліцерину.

Сумарне рівняння гліцеринової форми спиртового бродіння
C₆H₁₂O₆ C₃H₅(OH)₃+CH₃C-H+CO₂
На практиці вдається отримати 40% гліцерину
(по відношенню до забродженого продукту)
Гліцерин можна отримати також,якщо спиртове бродіння проводити у лужному середовищі(pH8), коли оцтовий альдегід не виводиться з реакції, а паралельно відбуваються два окисно-відновні процеси
за реакціями ||| і |V стадій. У цьому випадку гліцерину утворюється менше, ніж при введенні NaHSO₃

Побічні продукти спиртового бродіння
ГЛІЦЕРИН
ОЦТОВА КИСЛОТА СКЛАДНІ СИВУШНІ
ОЦТОВИЙ ЕФІРИ ОЛІЇ АЛЬДЕГІД
Оптимальні умови протікання спиртового бродіння
концентрація цукру 15%
pH середовища 4-5
температура 30 ˚ C
відсутність кисню повітря

Типи спиртового бродіння
верхове-проходить дуже швидко при температурі ,близькій до оптимальної,супроводжується сильним виділенням CO₂ і піни,які й виносять на поверхню дріжджі; застосовується при виробництві спирту і вина.
низове-проходить спокійніше і повільніше при температурі 10˚С, піни утворюється значно менше,тому дріжджі залишаються на дні; використовується при пивоварінні.